Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah | 171
Sistem Otomatisasi Sirkulasi dan Penggantian air Kolam Menggunakan
Arduino Uno untuk Peternakan Ikan di Sukabangun Kabupaten
Ketapang
Syarif Ishak Alkadri1; Yudi Chandra2 1, 2
Jurusan Teknik Elektro (Politeknik Negeri Ketapang)
1
ishakalkadri@gmail.com
2
chandra.yudi.2386@gmail.com ABSTRACT
This tool detects turbidity by paying attention to the resistance value on the LDR sensor that is the less light received by the LDR sensor, the higher the resistance so that at some level will appear on the LCD whether classified as turbid, very turbid, clear or very clear. While the drain pump will work if the water is considered unhealthy for fish for example turbid water is even very turbid and the pump will die if the ultrasonic sensor has got the maximum distance ie in this system it is> 21 cm Filling pump will work if pump 1 is dead and will die if has reached the minimum distance of <= 7 cm. While for the PH value can be seen through a probe dipped in the pool and the results can be known on the LCD, if the water is detected to have an abnormal PH then the pump will drain automatically until the water PH state becomes normal and the automatic feeder system is by adjusting the delay of the servo motor. From the tests carried out it was found that this tool can detect the level of turbidity of water whether the water is classified as very turbid, turbid, less clear, clear and if what is detected is very turbid then the pump will drain and refill automatically. This tool can also detect the PH value of water which will command the drain pump to work if the water PH is not normal as programmed. and can feed automatically whether 3,4,5 or 6 times a day. Keywords:Arduino Uno, Sensor PH, Sensor LDR, LCD, Servo
ABSTRAK
Alat ini mendeteksi kekeruhan dengan cara memperhatikan nilai resistansi pada sensor LDR yaitu semakin sedikit cahaya yang diterima sensor LDR maka semakin tinggi resistansi sehingga pada tingkatan tertentu akan muncul di LCD apakah tergolong keruh, sangat keruh, jernih atau sangat jernih. Sedangkan Pompa penguras akan bekerja jika air sudah dianggap tidak sehat bagi ikan misalnya air keruh bahkan sangat keruh dan pompa akan mati jika sensor ultrasonik sudah mendapat jarak maksimal yaitu pada sistem ini adalah >21 cm Pompa pengisi akan bekerja jika pompa 1 mati dan akan mati jika sudah mencapai jarak minimal yaitu <= 7 cm. Sementara untuk nilai PH dapat dilihat melalui probe yang dicelupkan kedalam kolam dan hasil dapat diketahui pada LCD, jikaair terdeteksi memiliki PH yang tidak normal maka pompa akan menguras otomatis sampai keadaan PH air menjadi normal dan sistem pengumpan otomatis yaitu dengan cara mengatur tunda dari motor servo.Dari pengujian yang dilakukan didapat bahwa alat ini dapat mendeteksi tingkat kekeruhan air apakah air tergolong sangat keruh, keruh, kurang jernih, jernih dan jika yang terdeteksi adalah sangat keruh maka pompa akan menguras dan mengisi kembali secara otomatis. Alat ini juga dapat mendeteksi nilai PH air yang akan memerintah pompa penguras untuk bekerja jika PH air tidak normal seperti yang di program. serta dapat memberi pakan secara otomatis apakah 3,4,5 atau 6 kali sehari.
172 | Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kebutuhan konsumen akan protein hewanui yang terdapat opada ikan,maka pada sektor peikanan perlunya pemenuhan kebutuhan air yang sesuai dengan PH serta tingkat kekeruhan air ,untuk itu dalam penelitian perlunya pemanfaatan sistem otomatisaqsi pergantian air dengan peralatan pendeteksi air yaitu arduino uno,alat ini bertujuan untuk Meningkatkan efesiensi dan kualitas produksi ikan kolam,Membuat inovasi sehingga dapat membantu kerja peternak ikan lebih effisie.
Pada saat ini banyak orang yang gemar memelihara ikan air tawar. Dibalik kegemarannya tersebut, sebenarnya mereka menemukan kesulitan ketika sedang bepergian dengan waktu yang cukup lama, sehingga mereka tidak dapat memantau secara langsung dalam hal pemberian pakan ikan berupa pelet, lampu penerangan dalam kolam, dan kejernihan air dalam kolam karena ikan membutuhkan air yang jernih (Budi Santoso, Agung Dwi Arfianto, 2014)
LDR singkatan dari Light Dependent Resistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah-ubah karena adanya intensitas cahaya yang diserap. LDR juga merupakan resistor yang mempunyai koefisien temperature negative, dimana resistansinya dipengaruhi oleh intensitas cahaya. LDR dibentuk dari cadium Sulfied (CDS) yang mana CDS dihasilkan dari serbuk keramik. Secara umum, CDS disebut juga peralatan photo conductive, Jika intensitas cahaya yang diterima tinggi maka hambatan juga akan tinggi yang mengakibatkan tengangan yang keluar juga akan turun begitu juga sebaliknya disinilah mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.( Lusia Ester Manik, Meicsy E.I. Najoan, ST., MT.2013). Ketika Pengukuran intensitas cahaya yang diterima oleh detektor akan dipengaruhi ada tidaknya penghalang atau partikel yang terlarut di dalam air. Kekeruhan yang berbeda akan menghasilkan nilai resistensi yang berbeda pada sensor, sehingga nilai yang didapatkan pada sensor dikirim ke arduino untuk mengkonversikan nilai dan menampilkan ke LCD. dan tersimpan ke dalam memory arduino (Komang Aryasa , Riska Veraninda.2015)
Biasanya seseorang menghidupkan pompa air dan mematikan pompa air secara manual ketika melakukan pengurasan dan pengisian air kolam, dan tentunya hal ini sangat merepotkan karena harus ditunggu bahkan ketika air dipenampungan penuh mereka lupa untuk mematikan pompa tersebut sehingga ikan bisa keluar kolam. Dalam hal ini akan membahas pompa air otomatis dengan pendeteksi sensor Light Dependent Resistor, dengan adanyaotomatisasi ini akan menghemat air dan listrik yang digunakan serta dapat menghindari kerugian akibat ikan yang keluar dari kolam. Alat ini bekerja dengan dua kondisi yaitu saat air mencapai batas atas pompa air otomatis akan mati dan sebaliknya.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah | 173
Mulai
Studi literatur/studi pustaka Pemeliharaan ikan dan
penggunaan peralatan
Analisa data
Selesai
Perancangan dan Pembuatan Alat Sistem Otomatisasi Sirkulasi Dan
Penggantian Air Kolam
Pengujian alat Kesimpulan Hasil analisa memenuhi syarat Yes N0
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
1.2. Studi literatur Pemeliharaan dan budidaya ikan kolam
Pengumpulan data tentang cara pemeliharaan dan budidaya ikankolam didapat melalui buku yang ada diperpustakaan dan beberapa website diinternet:
- Pemeliharaan dan budidaya ikan kolam
- Peralatan dan Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan pemiliharaan ikan dan budidaya ikan secara otomatis.
1.3. Blok diagram yang akanditeliti
174 | Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah
Gambar 2. Diagram Block
Fungsi dari tiap blok diagram antara lain:
1.
Arduino adalah mikrokontroler yang dugunakan untuk meproses input dari sensor dan untuk mengontrol putaran motorservo2.
Sensor LDR digunakan untuk mendeteksi berapa banyak cahaya yang tembus ke permukaan, semakin keruh air maka makin sedikit cahaya yang masuk.3.
Relay berfungsi untuk mentriger supaya dapat menyalakanpompa4.
LCD berfungsi menampilkan nilai PH dan tingkat kekeruhan airkolam5.
Pompa air 1 berfungsi untuk menguras kolam jika airnya sudah dikategorikan berbahaya bagiikan6.
Pompa air 2 berfungsi untuk mengisi air yang baru setelah kolamdikuras7.
Sensor Ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi jarak air apakahberada dilevel maksimal atauminimal1.4. Hal-hal yang akandianalisa
Pada Tahap perancangan rangkaian, proses ini dimulai dari pembuatan maket dan pemeliharan komponen elektronika yang digunakan. Alat yang dibuat berupa miniatur sistem penggantian dan atau sirkulasi air kolam berserta kelengkapannya yaitu sistem pakan otomatis dan pendeteksi PH air kolam yang mana sistem akan mendeteksi tingkat kekeruhan air dan nilai PH, jika sudah dianggap membahayakan kondisi ikan yaitu air menunjukan tingkat sangat keruh atau PH dibawah atau diatas nilai normal maka pompa akan bekerja menguras dan kemudian mengisi air otomatis serta sistem akan membuka valve yang berisi pakan ikan sesuai dengan waktu yang ditentukan apakah setiap 4,4.8,6 atau 8 jam sekali.
1.5. PrinsipKerja
Alat pendeteksi kekeruhan air, nilai PH air, menguras dan mengisi air kolam otomatis, dan pemberian pakan ikan otomatis ini dibuat sedemikian rupa untuk membantu kerja peternak ikan dan mendeteksi air yang mengeruh dan nilai PH yang berubah-ubah sehingga menyebabkan ikan menjadi sakit dan bahkanmati.
Prinsip kerja alat ini adalah dengan cara mendeteksi nilai kekeruhan air dengan range tertentu apakah air tersebut tergolong keruh, sangat keruh, jernih atau kurang jernih dengan menggunakan
LCD Kekeruhan dan PH Arduino Uno Sensor LDR 1 (Kekeruhan) Sensor Ultrasonik Relay Pompa Pengsi Pompa Pembuang
Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah | 175 sensor cahaya yang di pasang di dalam air dan ada juga yang dipermukaan sementara lampu di bagian bawahnya untuk menerangi sensor LDR dan hasil sensor ini akan dikirim ke arduino uno yang akan ditampilkan di LCD.
Sementara untuk mendeteksi nilai PH maka probe sensor akan di celupkan sebagian ke dalam air sehingga sensor tersebut akan mengirim data ke arduino yang kemudian hasilnya juga akan ditampilkan di LCD.
Untuk pemberian pakan otomatis yaitu pelet (makanan ikan) yang dimasukan dalam sebuah wadah yang memiliki vulve yang akan membuka setiap waktu yang ditentukan sehingga pelet akan keluar dari wadah dan jatuh ke kolam dan pintu akan menutup dalam beberapa detik sesuai waktu yang ditentukan.
Pompa penguras akan bekerja jika air sudah dalam kategori keruh atau PH air sudah mencapai dibawah 6,5 dan diatas 8,4 dan pada saat air sudah surut mencapai level tertentu yang nanti sensor Ultrasonik akan mendeteksi maka pompa penguras akan behenti bekerja, selanjutnya pompa pengisi yang akan bekerja sampai pada level normal kembali kemudian berhenti bekerja
1.6. Alat dan Bahan yang digunakan
Tabel 1. Peralatan yang digunakan
No Nama Peralatan Spesifikasi Jumlah
1 obeng Plus (+) 1 buah
Minus(-) 1 buah
2 Tang Kombinasi 1 buah
Potong 1 buah
3 Multimeter HELES YX-36TRNB 1 buah
4 Gergaji besi 1 buah
5 Tes pen 1 buah
6 Solder MuxindoMXDP3040 30-40 W
1 buah
7 Bor tangan GAT 220v/500w/50Hz/3000rpm 1 buah
176 | Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah
Tabel 2. Bahan yang digunakan
No Nama Bahan Spesifikasi Jumlah
1 Lem 6 batang
2 Akrilic 1 keping
3 engsel Ukuran ½ 2 buah
4 Siku 2 batang
5 lcd 16x2 1 buah
6 Kabeldaya NYAF 3 meter
7 Kabel control 7 warna 2 meter
8 Sensor LDR 2 buah
9 led 3,7 volt(senter) 1 buah
10 Sensor PH Liquid PH0-14 Value Sensor Module +BNCPH Electrode
1 buah
11 arduino Uno R3 328P 2 buah
12 relay 5 v modul 4 chanel 1 buah
13 resistor 10k 7 buah
14 Power supply 12 volt/1,2 A 1 buah
15 Pompa aquarium mini, 220 volt AC, 18 W, F.max:1000 L/H
2 buah
16 Motor dc 5 volt 1 buah
17 saklar 6A 125 VAC 4 buah
18 Motor servo Mikro MG90S 1 buah
19 Sensor ultrasonik HC-SR04 1 buah
2. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bentuk Sistem Sirkulasi dan atau Penggantian Air Kolam
Pada Tahap perancangan rangkaian, proses ini dimulai dari pembuatan maket dan pemeliharan komponen elektronika yang digunakan. Alat yang dibuat berupa miniatur sistem penggantian dan atau sirkulasi air kolam berserta kelengkapannya yaitu sistem pakan otomatis dan pendeteksi PH air kolam yang mana sistem akan mendeteksi tingkat kekeruhan air dan nilai PH, jika sudah dianggap membahayakan kondisi ikan yaitu air menunjukan tingkat sangat keruh atau PH dibawah atau diatas nilai normal maka pompa akan bekerja menguras dan kemudian mengisi air otomatis serta sistem akan membuka valve yang berisi pakan ikan sesuai dengan waktu yang ditentukan apakah setiap 4,4.8,6 atau 8 jam sekali. Berdasarkan komponen-komponen penyusun sistem dan gambaran alat yang menjadi bagian pembahasan adalah sebagai berikut:
Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah | 177 a) Pengujian Sensor Kekeruhan
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari sensor LDR dalam membaca tingkat kekeruhan pada kolam. Pengujian ini dilakukan berdasarkan tingkat kekeruhan air dimana terdapat empat tingkatan yaitu keruh, sangat keruh, kurang jernih ataupun jernih. Kondisi air yang dianggap normal yaitu pada saat jernih dan kurang jenih sementara air yang dianggap kurang baik untuk ikan adalah kondisi dan sangat keruh sehingga relay akan bekerja jika dalam kondisi tidak normal. Tingkat kekeruhan air ditampilkan pada LCD.
Tabel 3. Hasil Pengujian Sensor LDR Hari,
tanggal percobaan
Tingkat Kekeruhan (kondisi normal)
Kondisi Air Keterangan
Jernih Pompa 1,2 OFF
Kurang Jernih Pompa 1,2 OFF
Keruh Pompa 1,2 OFF
Sangat Keruh Pompa 1
ON, 2 OFF
Berdasarkan tabel diatas maka dapat diketahui bahwa pompa 1 akan bekerja pada saat tingkat kekeruhan air adalah “Sangat Keruh” dan akan mati jika air sudah dibatas minimal yaitu dengan dideteksi oleh sensor Ultrasonik. Tingkat kekeruhan didasari dengan seberapa besar cahaya yang diserap oleh dari led ke sensor, jadi semakin keruh air otomatis akan semakin terhalang cahaya yang masuk ke sensor sehingga nilai resistansinya semakin besar dan akan ditampilkan tingkat kekeruhannya, tingkat kekeruhan dimulai dari resistensi terkecil yaitu di tuliskan jernih, dan sampai tingkat resistansi terbesar adalah sangatkeruh.
178 | Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah
b) Pengujian Kerja Pompa pengisi dan penguras air kolam
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari Relay dalam membaca nilai yang dihasilkan dari sensor LDR 1 yang kemudian diolah oleh arduino uno sehingga menentukan kapan relay harus aktif maupun kapan relay akan mati. Pengujian ini dilakukan berdasarkan tingkat kejernihan yang mana jika dalam kondisi normal, dengan status air jernih ataupun kurang jernih maka pompa off sementara jika air dalam keadaan keruh ataupun sangat keruh maka pompa 1 (penguras) akan bekerja dan akan akan mati jika sensor ultrasonik sudah mendeteksi jarak tertentu sesuai yang ditentukan dalam program yang mana dapat ditentukan berapa cm airnya akan menjadi batas minimal yang artinya bahwa air sudah selesai dikuras. Kemudian mikrokontrol akan membaca sehinggamengaktifkan pompa 2 (pengisi) dan pompa pengisi akan mati jika sensor ultrasonik sudah menunjukkan batas maksimal yang mana menunjukan bahwa air kolam sudah terisi penuh seperti pada gamabr 3.
Gambar 3. Rangkaian sistem pompa pengisi dan penguras Tabel 4. Hasil Pengujian Kerja Pompa pengisi dan penguras
No Sensor LDR
Tingkat Kekeruhan (tidak
sedang Menguras/mengisi) Pompa 1 (penguras) Pompa 2(pengisi)
1 1 Starting sistem ON ON
2 1 Sangat Keruh ON OFF
3 1 Keruh OFF OFF
4 1 Jernih OFF OFF
5 1 Kurang Jernih OFF OFF
Sensor
Ultrasonik Tinggi Level Air Pompa 1 Pompa 2
1 <= 7 cm OFF OFF
2 > 21 cm OFF ON
Dari data tersebut maka dapat dianalisa bahwa didalam percobaan bahwa jika Sangat keruh maka pompa akan secara otomatis menguras dan setelah proses pengurasan selesai pompa penguras akan mati maka selanjutnya pompa pengisi akan bekerja sampai level maksimal. Berdasarkan table diatas diketahui bahwa jika jarak antara sensor dan air <= 7 cm maka seluruh pompa akan berhenti bekerja yang menunjukan level maksimal, namun walaupun level maksimal jika kondisi air tidak bagus(sangat keruh) maka pompa 1 akan bekerja menguras air dan pada proses menguras air meskipun sensor LDR mendeteksi sudah tidak keruh namun pompa tetap akan bekerja sampai batas maksimal air surut yang dalam miniaturnya sejauh >21 cm. jika jarak air dan sensor ultrasonnik
Energi dan Kelistrikan: Jurnal Ilmiah | 179 sudah menunjukan jarak maksimal maka pompa 1 off dan pompa 2 bekerja sampai jarak minimal yaitu <=7 cm lalu pompa 2 juga akan berhenti bekerja.
4. KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian ini berupa,rancang bangun sistem otomatisasi sirkulasi dan atau penggantian air untuk peternakan ikan telah berhasil dibuat,rancang bangun sistem otomatisasi sirkulasi dan atau penggantian air untuk peternakan ikan ini juga dilengkapi dengan sistem pakan ikan otomatis dan pendeteksi nilai PH air yang juga ditampilkan pada LCD,rancang bangun ini dapat bekerja menguras dan mengisi air kolam secara otomatis,rancang bangun ini dapat mengetahui nilai PH air dan tingkat kekeruhannya,tingkat kekeruhan didasarkan pada seberapa besar nilai resistansinya, semakin besar nilai resistansi artinya semakin keruh air, resistansi terkecil adalah tingkatan jernih sedangkan resistansi terbesar adalah Sangat keruh,rancang bangun ini dapat memberi pakan ikan secara otomatis sesuai dengan jeda waktu yang diatur dan dapat dipilih dengan menggunakan saklar apakah setiap 4,4.8,6 atau 8 jam.pompa penguras akan bekerja jika air sudah dinggap tidak sehat bagi ikan misalnya air keruh bahkan sangat keruh dan pompa akan mati jika sensor ultrasonik sudah mendapat jarak maksimal yaitu pada system ini adalah >21 cm Pompa pengisi akan bekerja jika pompa 1 mati dan akan mati jika sudah mencapai jarak minimal yaitu <= 7 cm (bisa diatur pada program).
DAFTAR PUSTAKA
[1] Adi Purwanto, Moch. Sulhan.2013. Perencanaan alat pendeteksi kekeruhan air pada kamar
mandi berbasis mikrokontroler ATMEGA 8535
https://media.neliti.com/media/publications/183198-ID-perancangan-alat-pendeteksi-tingkat-keke.pdf Di akses tanggal 16 maret 2018.
[2] Filemon J.G., Elia K. Allo, Dringhuzen J.M., Novi M. Tulung (2013) “Perancangan Alat Ukur Kekeruhan Air Menggunakan Light Dependent Resistor Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535”. Jurnal Teknik Elektro dan Komputer Unsrat. [On-Line]. Vol. 2, No. 1. Tersedia di: http://id. portal garuda. org/? ref=browse&mod= viewarticle&article=15749 [10 Okt 2015]. [3] Komang Aryasa ,Riska Veraninda.2017.Prototype aplikasi pendeteksi kekeruhan air berbasis
arduino pada perusahaan daerah air minum makasar.Prog. Studi Teknik Infotmatika, STMIK Dipanegara Makassar epublications.dipanegara.ac.id/index.php/sisiti/article/.../240/215 Di akses tanggal 16 maret 2018.
[4] Purwanto, 2009. “Pengendali Motor Servo DC Standard Dengan Berbasis Mikrokontroler Avr Atmega8535”. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma. [5] Santoso.Budi, Agung Dwi Arfianto. 2014. Sistem pengganti air berdasarkan kekeruhan dan pemberian pakan pada aquarium air tawar secara otomatis berbasis mikrokontroler ATMEGA 16.STIMIK Asia Malang. Malang.
